Частина V. Завдання 5

Опишіть етапи енергетичного обміну

Підготовчий етап

На цьому етапі в травній системі під дією травних ферментів білки розщеплюються до амінокислот; полісахариди — до глюкози; жири — до гліцерину і жирних кислот; нуклеїнові кислоти до нуклеотидів. Розпад речовин на цьому етапі супроводжується незначним енергетичним ефектом. Уся енергія, яка виділяється під час цих реакцій розсіюється у вигляді тепла. Біологічний смисл реакцій підготовчого етапу полягає не у добуванні енергії, а в підготовці речовин до подальших перетворень

Другий етап — гліколіз (анаеробний, безкисневий етап, неповне розщеплення)

Відбувається в цитоплазмі клітини без участі кисню. Розглядаємо на прикладі розщеплення глюкози.

Це тривалий, багатоступінчастий процес; складається з ряду ферментативних процесів, що йдуть один за одним.

Гліколіз складається із 13 послідовних ферментативних реакцій, відповідно беруть участь 13 ферментів і в його ході утворюється 12 речовин. Реакції гліколізу в клітині відбуваються за участю Н₃РO₄ і АДФ. Сумарне рівняння має такий вигляд:

С₆Н₁₂O₆ + 2АДФ + 2Н₃РO₄ = 2С₃Н₆O₃ + 2АДФ + 2Н₂O + 200 кДж.

З цих 200 кДж — 80 кДж витрачається утворення 2 молів АТФ із АДФ, а 120 кДж розсівається у вигляді тепла.

Третій етап. Повне або кисневе розщеплення, цикл Кребса

Піровиноградна кислота, яка утворилася в результаті анаеробного розщеплення вуглеводів, жирів, білків, окислюється до кінця, тобто до СO₂ і Н₂O. Кожна реакція каталізується особливим особливим ферментом. Їх сукупність називають циклом Кребса. Усі процеси відбуваються на мембранах мітохондрій. У цьому процесі беруть участь кисень, Н₃РO₄ і АТФ. Сумарне рівняння кисневого розщеплення можна записати так:

2С3Н6O3 + 6O2 + 36АДФ + 36Н3РO4 = 6СO2 + 36АТФ + 49Н2O + 2600 кДж.

З 2600 кДж — 1440 кДж іде на утворення 36 молів АТФ, решта — 1160 кДж розсіюється у вигляді тепла. Сумарне рівняння енергетичного обміну:

С₆Н₁₂O₆ + 6O₂ + 38АДФ + 38Н₃РO₄ = 6СO₂ + 38АТФ + 44Н₂O + 2800 кДж.

З 2800 кДж енергії 1520 кДж іде на утворення 38 молів АТФ, а 1280 кДж розсіюється у вигляді тепла.

Майже 55 % всієї енергії, що виділяється при розщепленні глюкози іде на утворення 38 молів АТФ.